一種適用于監(jiān)控視頻的編碼方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及視頻編解碼領(lǐng)域，尤其涉及一種適用于監(jiān)控視頻的編碼方法，可應(yīng)用于智慧城市、安防等領(lǐng)域中監(jiān)控視頻的編碼。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著“智慧城市”的建設(shè)，視頻監(jiān)控將逐漸覆蓋各種重要場(chǎng)合，幾千萬的高清攝像頭將為城市公共安全及突發(fā)事件應(yīng)急處理提供重要的數(shù)據(jù)支撐。視頻監(jiān)控技術(shù)經(jīng)歷了從模擬到數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化的過程后，目前正向高清化、智能化邁進(jìn)。隨著監(jiān)控視頻數(shù)據(jù)量的暴增，如何根據(jù)監(jiān)控視頻的特點(diǎn)對(duì)其進(jìn)行壓縮編碼以提高壓縮效率成為“智慧城市”必須解決的一個(gè)重要問題。
[0003]最新國際視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)HEVC(High Efficiency Video Coding)編碼效率比上一代國際視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)H.264提高一倍，為智能監(jiān)控視頻編碼帶來新的發(fā)展契機(jī)。然而現(xiàn)有的視頻編碼方法基本上都是圍繞著如何提高視覺質(zhì)量這一主題展開的，與視頻監(jiān)控所關(guān)心的前景目標(biāo)的行為感知及突發(fā)事件檢測(cè)這一目標(biāo)尚有較大的距離。因此，針對(duì)監(jiān)控視頻的特點(diǎn)，研宄適用于監(jiān)控視頻的編碼方法，在提高監(jiān)控視頻壓縮比的同時(shí)降低其計(jì)算復(fù)雜度，具有重要的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提出一種適用于監(jiān)控視頻的編碼方法，針對(duì)視頻監(jiān)控關(guān)心的是前景目標(biāo)的行為感知及突發(fā)事件檢測(cè)這一特點(diǎn)，在保證監(jiān)控視頻前景質(zhì)量不變的前提下，有效地提高監(jiān)控視頻的編碼效率、降低計(jì)算復(fù)雜度。
[0005]本發(fā)明一種適用于監(jiān)控視頻的編碼方法，包括如下步驟:
[0006]步驟1、對(duì)輸入監(jiān)控視頻利用背景建模技術(shù)得到背景幀；
[0007]步驟2、對(duì)輸入監(jiān)控視頻的每個(gè)視頻幀，實(shí)施如下步驟:
[0008]步驟2.1、視頻分割
[0009]利用視頻分割技術(shù)把視頻幀分割為前景區(qū)域和背景區(qū)域，對(duì)它們做標(biāo)記并加以區(qū)分;
[0010]步驟2.2、背景替換
[0011]視頻幀的前景區(qū)域保持不變，背景區(qū)域用步驟I獲得的背景幀進(jìn)行對(duì)應(yīng)區(qū)域替換；
[0012]步驟2.3、編碼
[0013]調(diào)用視頻編碼程序?qū)Ρ尘疤鎿Q后的輸入監(jiān)控視頻進(jìn)行編碼。除I幀外，對(duì)于當(dāng)前幀和參考幀像素值相同的預(yù)測(cè)單元，通常視頻編碼程序會(huì)采用跳過模式，不對(duì)其進(jìn)行編碼，即視頻編碼程序不對(duì)背景區(qū)域進(jìn)行編碼；
[0014]步驟3、如需要進(jìn)行背景幀更新轉(zhuǎn)步驟1，否則轉(zhuǎn)步驟2繼續(xù)對(duì)下一輸入視頻幀進(jìn)行編碼。
[0015]本發(fā)明的主要優(yōu)點(diǎn)是:
[0016]1、方案簡單易行。只需在編碼器前端加入背景建模、視頻分割和背景替換模塊，對(duì)編碼器內(nèi)部結(jié)構(gòu)不需要做任何改變；
[0017]2、靈活性強(qiáng)。所采用的背景建模技術(shù)、視頻分割技術(shù)、背景替換技術(shù)和編碼器類型均可以根據(jù)實(shí)際需要靈活選擇；
[0018]3、由于在預(yù)測(cè)及重建過程中沒有用到背景幀，因此無需對(duì)背景幀進(jìn)行單獨(dú)編碼傳輸。由于相鄰兩幀之間公共背景區(qū)域的像素值相同，殘差為零，在幀間編碼時(shí)，編碼器會(huì)采用跳過(SKIP)模式，無需對(duì)這些背景區(qū)域進(jìn)行編碼。因此，本發(fā)明具有高壓縮比、低復(fù)雜度的特點(diǎn)。
【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明的工作原理示意圖。
[0020]以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳述。
【具體實(shí)施方式】
[0021]如圖1所示，本發(fā)明提出一種適用于監(jiān)控視頻的編碼方法，具體包括如下步驟:
[0022]步驟1、對(duì)輸入監(jiān)控視頻，利用基于混合高斯模型(Gaussian Mixture Model,GMM)的背景建模技術(shù)得到背景幀；
[0023]步驟2、對(duì)輸入監(jiān)控視頻的每個(gè)視頻幀，實(shí)施如下步驟:
[0024]步驟2.1、視頻分割
[0025]利用基于圖割(Graph Cuts)的視頻分割技術(shù)把視頻幀分割為前景區(qū)域和背景區(qū)域，對(duì)它們做標(biāo)記并加以區(qū)分；
[0026]步驟2.2、背景替換
[0027]視頻幀的前景區(qū)域保持不變，背景區(qū)域用步驟I獲得的背景幀進(jìn)行對(duì)應(yīng)區(qū)域替換；
[0028]步驟2.3、編碼
[0029]調(diào)用HEVC編碼程序?qū)Ρ尘疤鎿Q后的輸入監(jiān)控視頻進(jìn)行編碼，除I幀外，對(duì)于當(dāng)前幀和參考幀像素值相同的預(yù)測(cè)單元(Predict1n Unit，PU)，HEVC幀間編碼將采用跳過模式，不對(duì)其進(jìn)行編碼，即HEVC編碼程序不對(duì)背景區(qū)域進(jìn)行編碼；
[0030]步驟3、如需要進(jìn)行背景幀更新轉(zhuǎn)步驟1，否則轉(zhuǎn)步驟2繼續(xù)對(duì)下一輸入視頻幀進(jìn)行編碼。
[0031]以上所述，僅是本發(fā)明較佳實(shí)施案例而已，并非對(duì)本發(fā)明的技術(shù)范圍做任何限制，故凡是依據(jù)本發(fā)明方案的實(shí)質(zhì)對(duì)以上內(nèi)容所做的任何細(xì)微修改、等同變化和修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種適用于監(jiān)控視頻的編碼方法，其特征在于包括如下步驟: 步驟1、對(duì)輸入監(jiān)控視頻利用背景建模技術(shù)得到背景幀； 步驟2、對(duì)輸入監(jiān)控視頻的每個(gè)視頻幀，實(shí)施如下步驟: 步驟2.1、視頻分割 利用視頻分割技術(shù)把視頻幀分割為前景區(qū)域和背景區(qū)域，對(duì)它們做標(biāo)記并加以區(qū)分； 步驟2.2、背景替換 視頻幀的前景區(qū)域保持不變，背景區(qū)域用步驟I獲得的背景幀進(jìn)行對(duì)應(yīng)區(qū)域替換； 步驟2.3、編碼 調(diào)用視頻編碼程序?qū)Ρ尘疤鎿Q后的輸入監(jiān)控視頻進(jìn)行編碼。除I幀外，對(duì)于當(dāng)前幀和參考幀像素值相同的預(yù)測(cè)單元，通常視頻編碼程序會(huì)采用跳過模式，不對(duì)其進(jìn)行編碼，即視頻編碼程序不對(duì)背景區(qū)域進(jìn)行編碼； 步驟3、如需要進(jìn)行背景幀更新轉(zhuǎn)步驟1，否則轉(zhuǎn)步驟2繼續(xù)對(duì)下一輸入視頻幀進(jìn)行編碼。
【專利摘要】本發(fā)明一種適用于監(jiān)控視頻的編碼方法，首先，利用背景建模技術(shù)建立背景幀；其次，把視頻幀分割為前景區(qū)域和背景區(qū)域，并進(jìn)行背景替換，把視頻幀的背景區(qū)域替換成背景幀的對(duì)應(yīng)區(qū)域，即空間位置相同的區(qū)域；最后把背景替換后的監(jiān)控視頻幀送入編碼器進(jìn)行編碼。由于相鄰兩幀之間背景區(qū)域的各像素值相同，在幀間編碼時(shí)，編碼器無需對(duì)背景區(qū)域進(jìn)行編碼。因此，本發(fā)明可在保證前景目標(biāo)客觀質(zhì)量的前提下，大大提高監(jiān)控視頻編碼的壓縮效率，降低編碼的計(jì)算復(fù)雜度，可廣泛地應(yīng)用于視頻監(jiān)控系統(tǒng)。
【IPC分類】H04N19/503
【公開號(hào)】CN104967855
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510356968
【發(fā)明人】蔡燦輝, 方瑞東, 曾煥強(qiáng), 陳婧
【申請(qǐng)人】華僑大學(xué)
【公開日】2015年10月7日
【申請(qǐng)日】2015年6月25日